Nghiên cứu sử dụng công nghệ tế bào và kỹ thuật chỉ thị phân tử phục vụ chọn tạo giống cây trồng docx

Vkh&cnvn
V
k
h&c
n
vn
VCNSH

Viện khoa học và công nghệ việt nam
Viện công nghệ sinh học
18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội





Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài:
Nghiên cứu sử dụng công nghệ tế bào
và kỹ thuật chỉ thị phân tử phục vụ
chọn tạo giống cây trồng


M số: kc.04.08



Chủ nhiệm: PGS. TSKH. Lê thị muội
Th ký: TS. Đinh thị phòng

Hà nội, 12/2004




B
ản quyền 2004 thuộc Viện CNSH
Đ
ơn xin sao chép toàn bộ hoặc từng phần tài liệu này phải gửi đến Viện trởng
Viện CNSH trừ trờng hợp sử dụng với mục đích nghiên cứu.


Viện khoa học và công nghệ việt nam
Viện công nghệ sinh học
18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội



Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài:
Nghiên cứu sử dụng công nghệ tế bào
và kỹ thuật chỉ thị phân tử phục vụ
chọn tạo giống cây trồng





Chủ nhiệm: PGS. TSKH. Lê thị muội
Th ký: TS. Đinh thị phòng

Hà nội, 12/2004


Bản thảo viết xong tháng 12 năm 2004

Tài liệu này đợc chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện Đề tài cấp Nhà nớc mã
số KC.04.08



Lời cảm ơn

Chủ nhiệm đề tài xin chân thành cảm ơn Bộ Khoa học Công nghệ
và Môi trờng, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Viện Công nghệ
Sinh học, Ban Chủ nhiệm Chơng trình KC.04 và các cơ quan phối hợp
nghiên cứu đã tạo điều kiện giúp đỡ đề tài trong suốt thời gian thực hiện
các nội dung nghiên cứu.



Hà Nội, ngày 25 tháng 12 năm 2004
Viện CNSH Chủ nhiệm đề tài

PGS.TSKH. Lê Thị Muội




MụC LụC

DANH SáNH CáC CƠ QUAN PhốI HợP Và NGƯời thực hiện 1
1. Một số thông tin chính về đề tài 1
2. Hoạt động của các tổ chức phối hợp tham gia thực hiện đề tài 1
3. Các cán bộ tham gia 3
4. Các đơn vị khác tham gia 4
Bài tóm tắt 6
Mở đầu 8
Chơng I. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nớc 10
1.1. Nhân nhanh in vitro 10
1.2. Tạo giống bằng công nghệ tế bào thực vật 11
1.3. ứng dụng chỉ thị phân tử trong nghiên cứu chọn tạo giống cây trồng mới 12
Chơng II. nội dung, Vật liệu và phơng pháp nghiên cứu 14
2.1. Mục tiêu 14
2.2. Nội dung nghiên cứu (nh đã đăng ký trong Bản thuyết minh) 15
2.2.1. Xây dựng và hoàn thiện qui trình công nghệ nhân nhanh in vitro 15
2.2.2. Sử dụng kỹ thuật chọn dòng biến dị soma và nuôi cấy bao phấn để tạo giống lúa xuất
khẩu, lúa chất lợng cao, kháng bệnh đạo ôn trồng trong nội địa, ngô năng suất kháng bệnh khô
vằn và phục tráng giống cây Ngu tất: 15
2.2.3. Khai thác, thiết kế, triển khai kỹ thuật chỉ thị phân tử vào đánh giá đa dạng tập đoàn giống
nhằm lựa chọn bố mẹ cặp lai và đánh giá các dòng có triển vọng thành giống 16
2.2.4. Khảo nghiệm và triển khai sản xuất các dòng cây trồng mới tạo đợc 16
2.2.5. Kết luận đợc 3 giống mới tạo đợc: 17
2.3. Mở rộng đối tợng nghiên cứu của đề tài 17

2.4. Vật liệu và phơng pháp nghiên cứu 17
2.4.1. Vật liệu
17
2.4.2. Phơng pháp nghiên cứu 18
2.5. Dạng sản phẩm, kết quả tạo ra 20
2.6. Nhu cầu kinh tế - xã hội, địa chỉ áp dụng 20
Chơng III. Các kết quả chính đ thu đợc 22
3.1. Nghiên cứu và hoàn thiện quy trình nhân nhanh một số giống cây trồng bằng kỹ thuật
nuôi cấy in vitro 22
3.1.1. Cây Keo lai và Bạch đàn lai 22
3.1.2. Cây Ba kích 29
3.1.3. Hoa Địa Lan 35
3.1.4. Lúa bất dục Nhị 32A và BoA 40
3.1.5. Điều cao sản PN1 và BO1 41
3.1.6. Kết luận về nghiên cứu và hoàn thiện quy trình nhân nhanh một số giống cây trồng bằng kỹ
thuật nuôi cấy in vitro 43
3.2. Tạo giống mới bằng kỹ thuật chọn dòng biến dị soma và nuôi cấy bao phấn ở lúa, ngô
và cây Ngu Tất 45
3.2.1. Lúa chất lợng cao dùng trong nớc 45
3.2.1.1. Kết quả tạo các dòng mô sẹo lúa mang biến dị soma 45
3.2.1.2. Phân tích một số đặc điểm nông học trên đồng ruộng thế hệ RM0 48
3.2.1.3. Sự phân ly một số đặc điểm nông học ở thế hệ RM1 50
3.2.1.4. Tóm tắt kết quả tạo các dòng lúa đặc sản dùng trong nớc 54
3.2.2. Lúa xuất khẩu 55
3.2.2.1. Kết quả khai thác vật liệu di truyền để nuôi cấy tế bào soma và túi phấn 56
3.2.2.2. Chọn tạo dòng lúa bằng kỹ thuật chọn dòng tế bào soma 59
3.2.2.3. Chọn lọc dòng lúa phẩm chất thông qua nuôi cấy túi phấn 60
3.2.2.4. Đánh giá năng suất phẩm chất của các dòng có triển vọng 67
3.2.2.5. Tóm tắt kết quả chọn dòng lúa xuất khẩu bằng công nghệ tế bào thực vật 72
3.2.3. Lúa kháng bệnh đạo ôn 73

3.2.3.1. Kết quả nuôi cấy bao phấn 74
3.2.3.2. Kết quả theo dõi đặc điểm nông sinh học một số dòng lúa chọn lọc 75
3.3.2.3. Kết quả phân tích sinh hoá một số dòng lúa từ nuôi cấy bao phấn 76
3.3.2.4. Một số dòng lúa kháng bệnh đạo ôn chất lợng cao tạo đợc 77
3.3.2.5. Tóm tắt kết quả chọn dòng lúa kháng đạo ôn 80
3.2.4. Ngô năng suất kháng ngô vằn 80
3.2.4.1. Tạo dòng thuần bằng kỹ thuật nuôi cấy bao phấn 81
3.2.4.2. Tạo cây ngô đơn bội kép 85
3.2.4.3. Đánh giá và khảo nghiệm tác giả các dòng triển vọng 87
4.2.4.4. Kết quả tạo giống ngô mới năng suất kháng khô vằn
89
3.2.5. Phục tráng cây Ngu tất 89
3.3. Nghiên cứu kỹ thuật sinh học phân tử vào việc đánh giá đa dạng di truyền tập đoàn
một số giống cây trồng nhằm lựa chọn bố mẹ cặp lai u tú và đánh giá sớm các dòng triển
vọng thành giống. 91
3.3.1. Nghiên cứu đa dạng tập đoàn giống lúa có tính kháng khác nhau với bệnh bạc lá vi khuẩn
(Xanthomonas Ozyza) 91
3.3.2. Cây lạc 95
3.3.2.1. Thu thập và đánh giá tập đoàn lạc kháng bệnh rỉ sắt và héo xanh vi khuẩn 96
3.3.2.2. Kết quả đánh giá phản ứng kháng bệnh của các giống thu thập 96
3.3.2.3. Tối u phản ứng PCR 98
3.3.2.4. Phân tích đa dạng tập đoàn lạc kháng bệnh héo xanh với các chỉ thị SSRs 98
3.3.2.5. Phân tích đa dạng tập đoàn 33 giống lạc kháng bệnh rỉ sắt bằng các chỉ thị RAPD 104
3.3.2.6. Xác định các chỉ thị SSR liên quan tính kháng bệnh rỉ sắt ở lạc 108
3.3.2.7. Lai hữu tính, tạo quần thể và chọn lọc giống lạc kháng bệnh rỉ sắt 115
3.3.2.8. Nghiên cứu sàng lọc sớm các dòng lạc F
3
cặp lai ICG950166 x L12 với các chỉ thị phân tử
liên quan đến tính kháng bệnh rỉ sắt 115
3.3.2.9. Kết luận chung về tạo giống lạc có sự hỗ trợ của sinh học phân tử 121

3.3.3. Cây đậu tơng 122
3.3.3.1. Thu thập và đánh giá tập đoàn giống đậu tơng kháng bệnh rỉ sắt và chịu hạn 122
3.3.3.2. Nghiên cứu chọn một số chỉ thị RADP và SSR thích hợp cho nghiên cứu 122
3.3.3.3. Kết quả tạo giống đậu tơng chịu hạn và kháng bệnh rỉ sắt có sự phối hợp của chỉ thị
phân tử 131
3.3.3.4. Kết luận về tạo giống đậu tơng bằng chỉ thị phân tử 135
3.3.4. Đánh giá sớm các dòng lúa và ngô chọn lọc đợc bằng các chỉ thị phân tử liên quan 137
3.3.4.1. Đánh giá sớm các dòng lúa kháng bệnh đạo ôn chất lợng cao với các chỉ thị STS 137
3.3.4.2. Đánh giá sớm các dòng lúa xuất khẩu với các chỉ thị phân tử liên quan 139
3.3.4.3. Chọn tạo các dòng ngô mới có sự trợ giúp của chỉ thị phân tử 141
3.4. Kết quả khảo nghiệm và triển khai sản xuất thử các dòng lúa, ngô và đậu tơng 144
3.5. Mở rộng sản xuất giống lúa mới DR3 146
Chơng IV. Tổng quát hoá và đánh giá kết quả thu đợc 149
4.1. Kết quả nổi bật 149
4.2. Trình độ công nghệ 150
4.3. Khả năng áp dụng 150
4.4. Những đóng góp mới của đề tài 152
4.5.Đào tạo 152
4.6. Sản phẩm của đề tài 154
4.6.1. Sản phẩm công nghệ của đề tài 154
4.6.2. Sản phẩm giao nộp của đề tài đã ký trong Hợp đồng nghiên cứu với Chơng trình KC.04 155
4.7. Tồn tại của đề tài 157
4.8. Hợp tác quốc tế 157
4.9 Tình hình sử dụng kinh phí 157
Chơng V. Kết luận và đề nghị
158
5.1. Kết luận chính 158
5.2. Kiến nghị 160
Các công trình công bố 160
Tài liệu tham khảo 163

Phụ lục 171











Những Chữ viết tắt

ĐTST: Điều tiết sinh trởng
2,4D: 2,4 Dichlorophenoxyacetic acid
AC: Độ bền gel
AFLP: Đa hình chiều dài các phân đoạn ADN đợc nhân bản
AVRDC: Trung tâm nghiên cứu rau màu châu á
BAP (BA): Benzylaminopurine
Bộ NN và PTNT: Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
CNSH: Viện Công nghệ Sinh học
CYMMYT: Chơng trình quỹ gen và công nghệ sinh học và lúa mỳ
DDBJ: Ngân hàng gen Nhật bản
DNA: Deoxyribonucleic acid
EMBL: Ngân hàng gen Châu Âu
EU: Châu Âu
GC: Độ bền thể gel
GT: Độ hoá hồ
HTX: Hợp tác xã

IAA: Indol Acetic Acid
IBA: Indol Butiric Acid (Axít Indol Axetic)
IBA: Indol butyric
ICRISAT: Viện nghiên cứu cây trồng màu Quốc tế
IRRI: Viện Nghiên cứu lúa quốc tế
KHCNMT: Khoa học Công nghệ Môi trờng
KHKTNN: Viện Khoa học kỹ thuật Nông nghiệp
Kin. Kinetin
LĐBSCL: Viện Lúa Đồng bằng Sông Cửu Long
MAS: Chọn giống có hỗ trợ của chỉ thị phân tử)
MDS: Biểu đồ đa chiều
MS: Môi trờng nuôi cấy của Murashinge & Skoog
NAA: A xít Napthalen Acetic
PCR: Phản ứng trùng hợp chuỗi DNA
PIC: Hàm lợng thông tin về tính đa hình
PVP: Polyvinyl Pyrroline
QTL: Các locus tính trạng số lợng
RAPD: Đa hình đoạn DNA đợc nhân bản ngẫu nhiên
RFLP: Tính đa hình chiều dài phân đoạn cắt giới hạn
SHNĐ: Viện Sinh học nhiệt đới
SHNN: Viện Sinh học Nông nghiệp
SHPT: Sinh học phân tử
SSR: Các trình tự lặp lại đơn giản
TGMS: Tính bất dục nhiệt độ
TGST: Thời gian sinh trởng
TTKHSX: Trung tâm khoa học sản xuất
TTKNGCTTƯ: Trung tâm khảo nghiệm giống cây trồng Trung ơng

Danh mục các bảng
Bảng 1. Đánh giá khả năng tạo mô sẹo của các giống lúa trên môi trờng C
1
và C
2

Bảng 2. Tỷ lệ phần trăm mô sống sau 30 ngày chiếu xạ gamma từ nguồn C
o
60

Bảng 3. Tỷ lệ (%) mô sẹo tái sinh cây sau 60 ngày chiếu xạ
Bảng 4. Số cây tái sinh thu đợc
Bảng 5. Kết quả gieo trồng các dòng tái sinh từ mô sẹo xử lý tia gamma thế hệ RM0
Bảng 6. Một số đặc điểm nông học của các dòng tái sinh từ mô sẹo xử lý tia gamma thế hệ RM0 của các giống lúa nghiên cứu
Bảng 7. Một số đặc điểm nông học các dòng lúa Tám xoan và Tám ấp Bẹ quan tâm thu vụ mùa 2003 - thế hệ RM1
Bảng 8. Đặc điểm nông học của các dòng không cảm quang trổ vụ Xuân 2004 thế hệ RM2
Bảng 9. Một số đặc điểm các giống trong tổ hợp lai để cấy túi phấn và tế bào soma
Bảng 10. Hệ số di truyền (H) và phơng sai (
s
s
g
g
2
2
) của quần thể F2 của một số tổ hợp lai

Bảng 11. Các thông số di truyền trên các tính trạng AC, GC và GT trên tổ hợp IR 64/ Jasmine 85
Bảng 12. Hệ số tơng quan của các tính trạng với AC với GC và GT trên hai quần thể F2 và BC2F2 của IR 64/ Jasmine 85
Bảng 13. Hệ số tơng quan kiểu gen (r
g
), kiểu hình (r
p
) và môi trờng (r
e
) trên quẩn thể F3 của IR 64 /Jasmine 85
Bảng 14. Kết quả tạo tế bào soma trên một số giống
Bảng 15. ảnh hởng chuyển túi phấn từ môi trờng mô sẹo sang môi trờng tái sinh
Bảng 16. Tỷ lệ cây tái sinh trên vài tổ hợp lai
Bảng 17. Đánh giá tỷ lệ tạo mô sẹo và phát triển cây tái sinh trên tổ hợp giống giàu vitamine
Bảng 18. Tỷ lệ tạo mô sẹo trên các môi trờng
Bảng 19. Khả năng tái sinh cây xanh trên các môi trờng
Bảng 20. So sánh kết quả một số dòng từ nuôi cấy túi phấn vụ Hè thu năm 2003
Bảng 21. Phân tích phẩm chất của một số giống
Bảng 22. Các đặc tính hình thái của các dòng nuôi cấy túi phấn từ tổ hợp lai F1
Bảng 23. Các thành phần năng suất của các dòng nuôi cấy túi phấn từ tổ hợp lai F1
Bảng 24. Phân tích phẩm chất của 4 dòng trên đợc ghi nhận trên bảng 24
Bảng 25. Năng suất và thành phần năng suất của các giống lúa từ túi phấn và tế bào soma Đông xuân 2003
Bảng 26. Phẩm chất gạo của các giống lúa từ soma và túi phấn
Bảng 27. Năng suất và địa điểm của các giống đa đi khảo nghiệm
Bảng 28. Các tổ hợp lai nghiên cứu chọn tạo giống lúa chất lợng kháng đạo ôn ôn
Bảng 29. Kết quả tạo mô sẹo và tái sinh cây từ nuôi cấy bao phấn
Bảng 30. Mức độ biến động một số chỉ tiêu hình thái ở các dòng lúa nuôi cấy bao phấn
Bảng 31. Kết quả phân tích sinh hoá một số dòng/giống lúa thí nghiệm
Bảng 32. Một số dòng lai và dòng đơn bội kép chọn lọc cho các nghiên cứu khảo nghiệm
Bảng 33. Kết quả cải tạo nâng cao tỷ lệ phản ứng tạo cấu trúc phôi và tái sinh cây
Bảng 34. Tỷ lệ tạo cấu trúc phôi và tái sinh cây của một số nguồn vật liệu đợc chuyền tính cảm ứng (vụ Thu 2003)

Bảng 35. Kết quả thí nghiệm nuôi cấy bao phấn (Vụ Xuân 2004)
Bảng 36. Đặc điểm của một số tổ hợp lai triển vọng
Bảng 37. Kết quả khảo nghiệm một số giống trong sản suất (Thu Đông 2003)
Bảng 38. Danh sách tập đoàn giống lúa sử dụng trong nghiên cứu
Bảng 39. Danh sách 35 giống lạc có phản ứng khác nhau với bệnh héo xanh vi khuẩn
Bảng 40. Giá trị PIC của tập đoàn 35 giống lạc kháng bệnh héo xanh vi khuẩn
Bảng 41. Giá trị tơng quan kiểu hình theo 3 phơng pháp tính hệ số di truyền giống nhau với 4 kiểu phân nhóm
Bảng 42. Nguồn gốc và mức độ kháng bệnh rỉ sắt của 33 giống lạc
Bảng 43. Trình tự các đoạn mồit sử dụng trong nghiên cứu
Bảng 44. Nguồn gốc sinh thái và điểm kháng bệnh của 42 giống lạc
Bảng 45. Trình tự 23 cặp mồi SSR thiết kế
Bảng 46. Số phân đoạn ADN nhân bản và giá trị PIC của tập đoàn 42 giống lạc kháng bệnh rỉ sắt
Bảng 47. Các allen có liên quan đến tính kháng bệnh rỉ sắt ở lạc
Bảng 48. Trình tự nucleotide của các cặp mồi SSR liên quan đến tính kháng bệnh rỉ sắt
Bảng 49. Tổng hợp kết quả sàng lọc phân tử của các dòng lạc F3 với bốn cặp mồi kiểm soát tính kháng bệnh rỉ sắt ở lạc
Bảng 50. Chỉ thị SSR liên quan đến tính chịu hạn ở đậu tơng
Bảng 51. Chỉ thị SSR dùng để đánh giá đa dạng tập đoàn giống đậu tơng
Bảng 52. Kết quả phân tích sự đa dạng một số giống đậu tơng với các chỉ thị SSR
Bảng 53. Thời gian sinh trởng của các dòng thử nghiệm, vụ xuân 2004 tại Thanh Hà, Hoà Bình
Bảng 54. Năng suất và các yếu tố tạo thành năng suất của các dòng thử nghiệm, vụ xuân 2004 tại Thanh Hà, Hoà Bình.
Bảng 55. Trình tự các chỉ thị STS liên quan đến tính kháng đạo ôn và chất lợng lúa gạo:
Bảng 56. Trình tự các nucleotide của hai chỉ thị SSR liên quan đến tính kháng bệnh khô vằn ở ngô
Bảng 57. Số vụ khảo nghiệm và diện tích sản xuất thử của các dòng cây trồng tạo đợc
Bảng 58. Thống kê một số đặc điểm nông học của các dòng lúa khảo nghiệm
Bảng 59. Thống kê một số đặc điểm nông học của các dòng ngô khảo nghiệm
Bảng 60. Thống kê diện tích sản xuất giống lúa DR3 trong 10 vụ sản xuất thử (Vụ Dông Xuân 1998-1999,
Vụ Mùa 1999, Vụ Đông Xuân 1999-2000, Vụ Mùa 2000, Vụ Đông Xuân 2000-2001, Vụ Mùa 2001, Vụ
Đông Xuân 2001-2002, Vụ Mùa 2002, Vụ Đông Xuân 2002-2003 và Vụ Mùa 2003)
Danh mục các Hình

Hình 1. Chồi Bạch đàn lai U29E1 và U29C3
Hình 2. Chồi bạch đàn cấy đứng và cấy nằm
Hình 3. Chồi bạch đàn lai ra rễ
Hình 4. Chồi bất định Keo lai sau quá trình khử trùng và chồi Keo kéo dài
Hình 5. Ra rễ trực tiếp Keo lai bằng thuốc TTG
Hình 6. Luống cây Bạch đàn lai và Keo lai nuôi cấy mô trong vờn ơm
Hình 7. Chồi Ba kích sơ cấp tái sinh từ lát cắt đốt thân 4 tuần trên môi trờng MS + 0,5 mg/l Kin.
Hình 8. Cụm chồi Ba kích tái sinh từ đốt thân (hàng trên) và từ ngọn chồi (hàng dới) 60 ngày trong môi
trờng MS + 3,0 mg/l BAP
Hình 9. Cụm chồi Ba kích tái sinh từ ngọn chồi, đốt thân và phần gốc trong môi trờng MS + 3,0 mg/l BAP
(60 ngày sau khi cấy)
Hình 10. Tạo rễ in vitro chồi Ba kích nuôi cấy trong 1/4MS không bổ sung auxin
Hình 11. Cây Ba kích ra rễ in vitro và sinh trởng trong bầu (sau 90 ngày)
Hình 12. Một số giống Địa lan hiện đang lu giữ
Hình 13. Tạo cây hoàn chỉnh trên môi trờng có bổ sung NAA và cây giống Địa lan cấy mô đạt tiêu chuẩn (> 1 g)
Hình 14. ảnh hởng của giá thể đến khả năng sinh trởng của Địa lan cấy mô sau 8 tuần
Hình 15. Địa lan cấy mô ngoài vờn ơm tại Sapa
Hình 16. Địa lan cấy mô ngoài vờn sản xuất (vờn ơm cấp II)
Hình 17. Nhân nhanh in vitro hai dòng lúa bất dục
Hình 18. Hạt điều làm nguyên liệu nuôi cấy và cây mầm
Hình 19. Chồi tạo ra từ nuôi cấy lớp mỏng đốt thân, tạo rễ hoàn chỉnh
Hình 20. Cây in vitro giống BO1 ngày thứ 60, cây ra bầu đất ngày thứ 7
Hình 21. (A) Mô sẹo giống Tám xoan sau 3 tuần trên môi trờng C
1
; (B) Mô sẹo giống Dự thơm bị chết
sau 30 ngày chiếu xạ ở liều 13 Krad; (C) Cây tái sinh sau 60 ngày chiếu xạ ở liều 9 Krad trên mô trờng
R; (D) Cây mạ nuôi trên môi trờng tạo rễ; (E) Tám xoan đối chứng cao 142 cm (trái) và Tám xoan đột
biến cao 1,05 cm (phải) ở thế hệ MR
0
(liều chiếu xạ 9 Krad)

Hình 22. B: Dòng lúa TXL7-01-01 không cảm quang; A: Tám Xoan đối chứng - không trổ bông
Hình 23. Hình dạng và màu sắc hạt lúa và gạo của dòng TXL7-01-01
Hình 24. Hàm lợng amylose của F2 và BC2F2 của tổ hợp lai IR64/Jasmine 85
Hình 25. Khai thác biến dị soma của các giống lúa đặc sản và cây lúa chuyển sang môi trờng tái sinh
Hình 26. ảnh hởng của môi trờng nuôi cấy lên khả năng tạo mô sẹo từ hạt phấn
Hình 27. Mô sẹo hình thành trên môi trờng CaI và CaII
Hình 28. Tỷ lệ tái sinh của một số tổ hợp lai
Hình 29. Cây tái sinh từ mô sẹo
Hình 30. Giống Nàng thơm Chợ Đào -5 trồng tại Sóc Trăng và hạt giống OM 5797
Hình 31. Mô sẹo tạo từ hạt phấn cặp lai Moroberekan và WAB56-125 trên môi trờng thạch và cây lúa tái
sinh từ mô sẹo nuôi cấy bao phấn cây F1 cặp lai Moroberekan và WAB56-125
Hình 32. Cây lúa đơn bội kép HPMD4 nhận đợc từ nuôi cấy bao phấn cây F1 cặp lai Morroberekan và
WAB56-12
Hình 33. Dòng lúa đơn bội kép HPKW1 nhận đợc từ tổ hợp lai KDML105 và WAB56-125
Hình 34. Dòng lúa F6 BW12 trồng vụ xuân 2004 (trái) và dòng lúa KW1từ cặp lai KDML105 và WAB56-
125 trồng vụ xuân 2004
Hình 35. Tái sinh cây ngô đơn bội kép
Hình 36. Cây tái sinh từ nguồn vật liệu đợc truyền tính cảm ứng tạo cấu trúc phôi và tái sinh cây
(C164xC172)
Hình 37. Cây ngô đơn bội kép đợc ra ngôi trên nền đất
Hình 38. Nguồn dòng C177 kháng khô vằn
Hình 39. Nguồn dòng C305 kháng khô vằn
Hình 40. Nguồn đối chứng nhiễm bệnh khô vằn
Hình 41. Cây ngu tất in vitro nhân từ đốt thân sau 20 ngày nuôi cấy và cây ngu tất in vitro ngoài vờn
ơm 75 ngày tuổi
Hình 42. Mô sẹo ngu tất từ hypocotyl trong môi trờng MS + 1 mg/l IBA sau 20 ngày nuôi cấy
Hình 43. Kết quả điện di sản phẩm RAPD của 36 giống lúa có mức độ kháng khác nhau với bệnh bạc lá vi
khuẩn với mồi RA36
Hình 44. Sơ đồ hình cây của 36 giống lúa có tính kháng khác nhau với bệnh bạc lá vi khuẩn theo hệ số di
truyền giống nhau của Jaccard và kiểu phân nhóm UPGMA

Hình 45. Phân tích theo toạ độ chính (PCA) của tập đoàn 36 giống lúa với tổng số của hệ số sai khác di
truyền là 60,2 %
Hình 46. Đánh giá bệnh rỉ sắt bằng phơng pháp lá tách
Hình 47. Chọn lọc dòng kháng bệnh rỉ sắt
Hình 48. Đánh giá bệnh héo xanh bằng phơng pháp nhiễm hạt
Hình 49. Điện di kiểm tra sản phẩm PCR-RAPD với các hàm lợng ADN khác nhau.
Hình 50. Điện di sản phẩm PCR với cặp mồi L45 và L50 trên gel polyacrylamide 0,6%
Hình 51. Sơ đồ hình cây biểu diễn mối quan hệ giữa 35 giống lạc tập đoàn kháng bệnh héo xanh
Hình 52. Kết quả điện di sản phẩm PCR-RAPD của 33 giống lạc với mồi RA40
Hình 53. Hình cây thể hiện mối quan hệ di truyền của 33 giống lạc nghiên cứu
Hình 54. Điện di sản phẩm PCR của 42 giống lạc kháng bệnh rỉ sắt với cặp mồi L25 trên gel polyarylamít
Hình 55. Biểu đồ đa chiều (MDS) của 42 giống lạc kháng bệnh rỉ sắt
Hình 56. Biểu đồ hình cây của 42 giống lạc kháng/mẫn cảm với bệnh rỉ sắt theo hệ số của Jaccard và
phơng pháp phân nhóm UPGMA.
Hình 57. Kết quả điện di sản phẩm PCR của giống ICG950166 và L12 với một số cặp mồi kiểm soát tính
kháng bệnh rỉ sắt ở lạc
Hình 58. 13 dòng lạc F3 cặp lai ICG950166 x L12 mang chỉ thị SSR liên quan tính kháng bệnh rỉ sắt phân
tích với mồi L38 và L54
Hình 59. Phổ điện di sản phẩm PCR sử dụng các cặp mồi SSR liên quan đến tính đa dạng của các giống
đậu tơng: 1- Cúc Vàng; 2- ĐT80; 3- ĐT12; 4- V74; 5- VX91; 6- ĐT2000; 7- CM60
Hình 60. Sự đa dạng của các giống đậu tơng đợc chọn làm nguyên liệu khởi đầu.
Hình 61. Sơ đồ hình cây về độ tơng đồng di truyền giữa các giống đậu tơng
Hình 62. Phổ điện di sản phẩm PCR sử dụng các cặp mồi SSR của các giống đậu tơng. Cúc Vàng(1),
ĐT2000(8), và các dòng lai F3: 2- ĐC4; 3-ĐC5; 4-ĐC6; 5-ĐC7; 6-ĐC8; 7-ĐC10
Hình 63. Khoảng cách di truyền của các dòng đậu tơng F3 so với bố mẹ
Hình 64. Khoảng cách di truyền của các dòng đậu tơng F3 so với bố mẹ.
Hình 65. Phổ điện di SSR của các giống đậu tơng với khả năng kháng bệnh rỉ sắt khác nhau
Hình 66. Đa dạng di truyền của một số giống đậu tơng kháng bệnh rỉ sắt
Hình 67. Cây lai và bố mẹ ĐT2000 x Cúc vàng và ĐT2000 x ĐT12
Hình 68. Dòng ĐT213.4.347 (ĐT26) vụ đông 2003 và Dòng ĐT213.4.347 vụ đông 2003

Hình 69. Điện di sản phẩm PCR của ADN một số dòng lúa từ nuôi cấy bao phấn cây F1 cặp lai
Moroberekan và WAB56 - 125 với cặp mồi RG64
Hình 70. Điện di đồ sản phẩm PCR của ADN một số cây lúa lai với mồi RG28.
Hình 71 : Đánh giá đa hình với chỉ thị Wx với 15 giống lúa mùa và 9 giống lúa cao sản.
Hình 72. Kết quả phân tích với chỉ thị RG28 với một số dòng BCF2 của cặp lai IR 64 x DS 20
Hình 73. Phả hệ của 80 dòng ngô thuần phân tích với chỉ thị SSR
Hình 74. Phân tích tính kháng bệnh khô vằn của thế hệ S4 với chỉ thị phi065

Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.04.08
______________________________________________________________________
Danh sánh các cơ quan phối hợp nghiên cứu và những ngời
thực hiện
1. Một số thông tin chính về đề tài
Tên đề tài: Nghiên cứu sử dụng công nghệ tế bào và kỹ thuật chỉ thị phân tử
phục vụ chọn tạo giống cây trồng
Mã số: KC.04.08
Thuộc chơng trình: Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ sinh học
Thời gian thực hiện: 10/2001 10/2004
Kinh phí thc hiện: 3 000 000 000 đồng (ba tỉ đồng)
Cơ quan chủ trì: Viện Công nghệ sinh học
Cơ quan chủ quản: Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
2. Hoạt động của các cơ quan phối hợp tham gia thực hiện đề tài

TT Tên tổ chức Địa chỉ Nội dung và nhiệm vụ

Ngời chủ trì

Phân bổ
kinh phí
(triệu đ)

1 Phòng
CNTBTV,
Viện Công
nghệ Sinh
học
Cầu
Giấy,
Hà Nội
- Xây dựng đề tài và tổng kết đề tài.
- Cải tạo giống lúa đặc sản bằn
g

côn
g
n
g
hệ sinh học hiện đại (chọn
dòn
g
soma, nuôi cấ
y
bao
p
hấn, chỉ
thị phân tử,).
- Su tập, khai thác các chỉ thị phân
tử đối với đậu tơng và lạc.
- Đánh giá đa dạng ADN tập đoàn
đậu tơng, lạc kháng bệnh rỉ sắt,
chịu hạn.

- Phối hợp chọn dòng đậu tơng và
lạc bằng chỉ thị phân tử.
- Xâ
y
dựn
g

q
u
y
trình nhân nhanh hai
dòng lúa bất dục Nhị32A và BoA.
- Triển khai mở rộng sản xuất dòng
DR3 tạo đợc bằng chọn dòng tế
bào trong giai đoạn trớc đạt quy
mô khu vực hoá.
Lê Thị Muội
Lê Trần Bình
Đinh Thi Phòng
Trần Thị Phơng
Liên


1810
2 Phòng
DTTBTV,
Viện Công
nghệ Sinh
học
Cầu

Giấy,
Hà Nội
Chọn tạo các dòng lúa chất lợng
cao kháng đạo ôn bằng lai truyền
thống, nuôi cấy bao phấn và chỉ thị
phân tử
Nguyễn Đức
Thành
150
___________________________________________________________________________________
12/2004
1
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.04.08
______________________________________________________________________
3 Viện Lúa
đồng bằng
sông Cửu
Long
Ô
Môn,
Cần
Thơ
Tạo dòng lúa mới bằng kỹ thuật
nuôi cấy bao phấn và chọn dòng
biến dị soma đối với lúa xuất khẩu
và lúa đặc sản.
Nguyễn Thị Lang 170
4 Viện n
g
hiên

cứu ngô
Thị trấn
Phùng,
Đan
Phợng,
Hà Tây
Tạo dòng thuần bằng kỹ thuật nuôi
cấ
y
bao
p
hấn và
p
hối hợ
p
k
ỹ
thuật
p
hân tử tron
g
chọn tạo
g
iốn
g
chịu
bệnh khô vằn và năng suất cao.
Bùi Mạnh Cờng 180

5 Trung tâm

Nghiên cứu
và Thực
nghiệm đậu
đỗ, Viện
KHKTNN
Văn
Điển,
Hà Nội
Phối hợ
p
sử dụn
g
các chỉ thị
p
hân tử
để chọn tạo các giốn
g
đậu tơn
g
và
g
iốn
g
lạc chịu bệnh rỉ sắt, héo xanh
virus và chịu hạn.
Nguyễn Văn
Thắng
Trần Thị Trờng

170

6 Trung tâm
Nghiên cứu
giống cây
trồng rừng,
Viện Khoa
học Lâm
nghiệp
Đông
Ngạc,
Từ
Liêm,
Hà Nội.
Hoàn thiện côn
g
n
g
hệ nhân nhanh
giống cây trồn
g
rừn
g
năn
g
suất cao
bằn

g
côn
g
n
g
hệ nuôi cấ
y
mô thực
vật cho một số dòn
g
Keo Lai và
Bạch Đàn Lai.
Đoàn Thị Mai 140






7 Viện Dợc
liệu, Bộ Y
tế

3B
Quang
Trung,
Hà Nội
Sử dụng công nghệ tế bào thực vật
để phục tráng giống Ngu Tất
(Achyranthe bidentata Blume-

Amaranthaceae) và hoàn thiện quy
trình nhân nhanh in vitro giống Ba
Kích (Morinda officinalis Hoai-
Rubiaceae).
Phạm Văn Hiển 120






8 Viện Sinh
học nông
nghiệp,
Trờng
ĐHNNI-
HN.
Trâu
Quì, Gia
Lâm, Hà
Nội.

Xây dựng quy trình nhân nhanh một
số giống hoa Địa Lan quý (khu vực
phía Bắc) bằng công nghệ nuôi cấy
mô thực vật.
Nguyễn Quang
Thạch

150

9 Viện Sinh
học Nhiệt
đới
Thủ
Đức, Hồ
Chí
Minh
N
g
hiên cứu nhân nhanh một số dòn
g

điều (Anacardium occidentale L.)
cao sản bằng phơng pháp quan
g
tự
dỡng và nuôi cấy lớp mỏng.
Nguyễn Thị
Quỳnh
110





___________________________________________________________________________________
12/2004

2
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.04.08
______________________________________________________________________
3. Các cán bộ tham gia
TT Họ tên Đơn vị
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
PGS.TSKH. Lê Thị Muội
PGS.TS. Lê Trần Bình
TS. Đinh Thị Phòng
NCS. Lê Xuân Đắc
CN. Bùi Văn Thắng
CN. Phan Trọng Hoàng
KTV. Nguyễn Thị Nhị
CN. Bùi Chi Lăng
KTV. Nguyễn Thị Dựa
CN. Trơng Thu Thuỷ
CN. Nguyễn Minh Hùng
CN. Nguyễn Hồng Châu
CN. Từ Duy Thắng
CN. Nguyễn Thị Yến An
TS. Nghiêm Nh Vân
ThS. Cao Thị Lợi
KTV. Lê Xuân Sách
CN. Phạm Bích Ngọc
KS. Đỗ Xuân Đồng
KS. Đỗ Tiến Phát

SV. Nguyễn Thị Hải Hà
SV. Chu Thị Thu Thuỷ
SV. Nguyễn Thị Hài
PGS. TS. Nguyễn Đức Thành
TS. Phan Thị Bảy
KS. Nguyễn Thuý Hạnh
ThS. Quách Thi Liên
KTV. Đào Thị Hạnh
Ths. Lê Thị Bích Thuỷ
TS. Trần Thị Phơng Liên
ThS. Huỳnh Thị Thu Huệ
CN. Lơng Thị Thu Hờng
TS. Trần Thị Trờng
ThS. Nguyễn Văn Thắng
VS. TSKH. Trần Đình Long
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học

Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Viện Công nghệ Sinh học
Trung Tâm thực nghiệm và nghiên cứu cây đậu đỗ
Trung Tâm thực nghiệm và nghiên cứu cây đậu đỗ
Trung Tâm thực nghiệm và nghiên cứu cây đậu đỗ
___________________________________________________________________________________
12/2004
3
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.04.08
______________________________________________________________________
36
37
38
39
40

41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70

71
TS. Nguyễn Thị Bình
KS. Nguyễn Thị Loan
KS. Nguyễn Thị Mỹ Hạnh
CN. Nguyễn Văn Dơng
ThS. Nguyễn Thị Yến
ThS. Phan Quốc Gia
KS. Nguyễn Xuân Thu
TS. Bùi Mạnh Cờng
GS. TS. Ngô Hữu Tình
KS. Ngô Thị Minh Tâm
KS. Nguỵ Hơng Lan
KS. Đinh Công Chính
KS. Đoàn Thị Bích Thảo
CN. Nguyễn Văn Trờng
CN. Huỳnh Hữu Đức
TS. Nguyễn Thị Quỳnh
CN. Nguyễn Đình Sỹ
TS. Thái Xuân Du
CN. Nguyễn Minh Tuấn
TS. Phạm Văn Hiển
CN. Vũ Hoài Sâm
ThS. Nguyễn Trần Hy
CN. Tạ Nh Thục Anh
KS. Trần Thị Liên
TS. Nguyễn Thị Lang
PGS. TS. Bùi Chí Bửu
CN. Đặng Minh Tâm
CN. Lê Thị Mụi
GS.TS. Nguyễn Quang Thạch

TS. Nguyễn Lý Anh
CN. Hoàng Thị Nga
CN. Vũ Ngọc Lan
CN. Nguyễn Xuân Trờng
ThS. Đoàn Thị Mai
CN. Lê Sơn
CN. Lơng Thị Hoan
Trung Tâm thực nghiệm và nghiên cứu cây đậu đỗ
Trung Tâm thực nghiệm và nghiên cứu cây đậu đỗ
Trung Tâm thực nghiệm và nghiên cứu cây đậu đỗ
Trung Tâm thực nghiệm và nghiên cứu cây đậu đỗ
Trung Tâm thực nghiệm và nghiên cứu cây đậu đỗ
Trung Tâm thực nghiệm và nghiên cứu cây đậu đỗ
Trung Tâm thực nghiệm và nghiên cứu cây đậu đỗ
Viện nghiên cứu cây Ngô
Viện nghiên cứu cây Ngô
Viện nghiên cứu cây Ngô
Viện nghiên cứu cây Ngô
Viện nghiên cứu cây Ngô
Viện nghiên cứu cây Ngô
Viện nghiên cứu cây Ngô
Viện sinh học Nhiệt đới
Viện Sinh học Nhiệt đới
Viện Sinh học Nhiệt đới
Viện Sinh học Nhiệt đới
Viện Sinh học Nhiệt đới
Viện D
ợc liệu
Viện Dợc liệu
Viện Dợc liệu

Viện Dợc liệu
Viện Dợc liệu
Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long
Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long
Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long
Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long
Viện Sinh học nông nghiệp
Viện Sinh học nông nghiệp
Viện Sinh học nông nghiệp
Viện Sinh học nông nghiệp
Viện Sinh học nông nghiệp
Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng
Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng
Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng

___________________________________________________________________________________
12/2004
4
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.04.08
______________________________________________________________________
4. Các đơn vị khác tham gia
- Trung tâm Khảo kiểm nghiệm giống cây trồng Trung ơng
- Sở NN và PT nông thôn tỉnh Tuyên Quang
- Sở NN và PT nông thôn tỉnh Vĩnh Phúc
- Sở NN và PT nông thôn tỉnh Trà Vinh
- Sở NN và PT nông thôn tỉnh Thừa thiên Huế
- Sở NN và PT nông thôn tỉnh Nam Hà
- Sở NN và PT nông thôn tỉnh Hng Yên
- Sở Khoa học công nghệ môi trờng tỉnh Quảng Trị
- Sở khoa học công nghệ môi trờng tỉnh Hà Tĩnh

- Trung tâm Giống cây trồng tỉnh Bến Tre
- Trung tâm Giống cây trồng tỉnh Tây Ninh
- Trung tâm Khuyến nông tỉnh Trà Vinh
- Trung tâm Khuyến nông tỉnh Sóc Trăng
- Trung tâm Giống cây trồng tỉnh Sóc Trăng
- Trung tâm Khuyến nông và khuyến lâm Thái Nguyên
- Trung tâm Khuyến nông và khuyến lâm huyện Phù Yên, Sơn La
- Trạm Khuyến nông và khuyến lâm Sóc Sơn, Hà Nội
- Trung tâm Khoa học Sản xuất Lâm nghiệp Đông Nam Bộ
- Trung tâm Giống và kỹ thuật lâm nghiệp Phú Yên
- Trung tâm Giống khu vực I, Sơn La
- Trờng Trung học kinh tế kỹ thuật Tuyên Quang
- Trạm chuyển giao giống cây trồng mới Đại Mỗ, Hà Nội
- Huyện Đan Phợng, Hà Tây
- Huyện Mê Linh, Hà Nội.
- Hợp tác xã Phú Diễn, Hà Nội
- Hợp tác xã Hiền Quang, Phú Thọ
- Hợp tác xã Cẩm Yên và Cẩm Giang, Huyện Cẩm Thuỷ, Thanh Hoá
- Hợp tác xã Hơng Sơn, Hà Tĩnh
- Hợp tác xã Đồng Hu, Tân Sỏi, Bắc Giang
- Hợp tác xã Do Thợng, Vĩnh Phúc
- Hợp tác xã Hợp Thịnh, Vĩnh Phúc
- Hợp tác xã Xuân Quang, Hng Yên

___________________________________________________________________________________
12/2004
5
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.04.08
______________________________________________________________________
Bài tóm tắt

Đề tài KC.04.08 do Viện CNSH chủ trì giai đoạn 2001 - 2004 có mục đích là
chọn tạo, nhân nhanh giống cây trồng mới có năng suất cao, phẩm chất tốt, chống chịu
sâu bệnh và điều kiện bất thuận ở lúa, ngô, đậu tơng, lạc và Ngu tất bằng CNTB và
CTPT. Đồng thời với đó là hoàn thiện quy trình công nghệ nhân giống in vitro ở quy
mô sản xuất đối với một số cây trồng rừng, Ba kích và hoa Địa lan, nhằm chuyển giao
cho các cơ sở sản xuất và nghiên cứu quy trình nhân giống quy mô phòng thí nghiệm
đối với lúa bất dục, điều cao sản.
Bằng việc nuôi cấy lát mỏng và các mầm chồi từ các cây giống gốc theo phơng
pháp nuôi quang tự dỡng (môi trờng không có kích thích sinh trởng và đờng) và
môi trờng MS cải tiến, đã tăng hệ số nhân giống đối với cây thân gỗ. Kết quả là hoàn
thiện 04 quy trình công nghệ nhân giống in vitro quy mô 10000 cây/năm đối với 03
dòng Keo lai, 03 dòng Bạch đàn lai (đây là các dòng Keo lai và Bạch đàn lai mới chọn
tạo đợc), cây Ba kích và hoa Địa lan (07 giống thơng mại và hai giống bản địa).
Trong đó, quy trình nhân giống đối với cây Keo Lai và Bạch đàn lai đã đợc chuyển
giao cho nhiều đơn vị nghiên cứu và cơ sở sản xuất trong cả nớc. Hoàn thiện quy trình
nhân giống quy mô phòng thí nghiệm đối với 02 dòng lúa bất dục (Nhị32A và BoA) và
02 dòng điều cao sản (PN1 và BO1).
Lần đầu tiên ở Việt Nam, đã ứng dụng kỹ thuật SHPT vào việc phân tích đa dạng
tập đoàn giống cây nhằm xác định u thế bố mẹ của các tổ hợp lai u tú để tạo ngô
năng suất và kháng bệnh khô vằn, lạc kháng bệnh rỉ sắt và héo xanh; đậu tơng chịu
hạn, kháng bệnh rỉ sắt và phân tích các dòng mới tạo đợc bằng các chỉ thị phân tử liên
quan đến tính trạng quan tâm. Đã xác định đợc 22 chỉ thị phân tử liên quan đến một số
tính trạng cụ thể là: 05 chỉ thị liên quan đến chất lợng lúa gạo ở lúa, 02 chỉ thị liên
quan đến tính kháng bệnh đạo ôn lúa, 02 chỉ thị liên quan đến bệnh khô vằn ở ngô, 08
chỉ thị liên quan đến tính kháng bệnh rỉ sắt ở lạc, 3 chỉ thị liên quan đến tính chịu hạn
và 2 chỉ thị liên quan đến tính kháng bệnh rỉ sắt ở đậu tơng. Các chỉ thị này đã đợc sử
dụng trong phân tích phát hiện sớm các dòng mới tạo đợc trong đề tài.
___________________________________________________________________________________
12/2004

6
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.04.08
______________________________________________________________________
Bằng phơng pháp lai tạo truyền thống kết hợp với CNSH hiện đại (nuôi cấy bao
phấn, chọn dòng biến dị soma, truyền tính cảm ứng nuôi cấy bao phấn), đã tạo đợc
414 dòng cây ở bốn loại cây trồng (lúa, ngô, lạc và đậu tơng) năng suất, chất lợng
khá, chống chịu đợc một số điều kiện bất thuận của môi trờng và kháng sâu bệnh.
Trong đó đã đa đi khảo nghiệm 3 dòng lúa (Nàng thơm chợ Đào đột biến-5
(NTCĐĐB-5), OM 3566 và dòng HPKW1); 3 dòng ngô (CN4, CN5 và F145) và 1 dòng
đậu tơng - ĐT213.4.347 (ký hiệu khảo nghiệm là ĐT26). Nổi bật là đã triển khai sản
xuất thử đợc 3673 ha dòng lúa NTCĐĐB-5 và trên 100 ha dòng ngô F145. Dự kiến sẽ
xin công nhận giống tiến bộ cho cả hai dòng này vào đầu năm 2005.
Đã mở rộng sản xuất dòng lúa DR3 (tạo đợc biến dị soma giai đoạn trớc) với
diện tích gần 3000 ha tại các chân ruộng bạc màu khó khăn về nớc, năng suất luôn
vợt các giống đang trồng nh Khang Dân, Q5, từ 10 đến 25%. Giống lúa DR3 đợc
Hội đồng giống của Nhà nớc công nhận là giống tạm thời ngày 16/1/2004.

___________________________________________________________________________________
12/2004
7
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.04.08
________________________________________________________________________
Mở đầu

Công nghệ tế bào thực vật đã trở thành một trong những công cụ thông dụng trong
việc nhân nhanh, duy trì, phục tráng và tạo giống cây trồng mới ở nhiều viện nghiên cứu
nh Viện Công nghệ Sinh học, Viện Di truyền Nông nghiệp, Viện Sinh học Nhiệt đới,
Nhiều quy trình công nghệ nhân nhanh trên một số đối tợng cây trồng nh khoai tây, dứa
sợi, khoai lang, chuối, mía, cỏ ngọt, đã đợc áp dụng triển khai ở hầu hết các sở Khoa
học và Công nghệ trong cả nớc (Sở Khoa học và Công nghệ Hải Dơng, Sở Khoa học và
Công nghệ Nam Định, Sở Khoa học và Công nghệ Bắc Giang, Sở Khoa học và Công nghệ
Hà Tĩnh ). Đặc biệt, việc tạo giống cây trồng thông qua kỹ thuật nuôi cấy bao phấn, chọn
dòng biến dị soma và truyền tính cảm ứng nuôi cấy bao phấn cũng rất thành công ở luá và
ngô tại Viện Công nghệ Sinh học, Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long và Viện Nghiên
cứu cây Ngô.
Gần đây, chọn tạo giống với sự trợ giúp của chỉ thị phân tử đang đợc ứng dụng
rộng rãi ở các Viện nghiên cứu trên thế giới (Mỹ, Trung Quốc, IRRI, ấn Độ,). Chỉ thị
phân tử liên kết chặt chẽ với các gen sẽ đợc sử dụng để chọn lọc các cá thể ngay ở giai
đoạn sớm mà không phải phụ thuộc vào điều kiện môi trờng. Chọn giống dới sự hỗ trợ
của chỉ thị phân tử (Marker Asisited Selection = MAS) rất có hiệu quả trong tạo giống lúa
kháng bệnh bạc lá, cà chua chịu bệnh nấm sơng, đậu tơng kháng đợc sâu đục quả,
Kỹ thuật chỉ thị phân tử đảm bảo cho các nhà chọn tạo giống nhận diện chính xác các gen
liên quan ở giai đoạn sớm mà không bị chi phối bởi điều kiện môi trờng và thời gian tạo
giống rút ngắn xuống từ 2 - 3 năm.
Xuất phát từ cơ sở trên, đề tài: Nghiên cứu sử dụng công nghệ tế bào thực vật và
kỹ thuật chỉ thị phân tử phục vụ chọn tạo giống cây trồng giai đoạn 2001 - 2004 do
Viện CNSH chủ trì và phối hợp với Viện Lúa ĐBSCL, Viện SHNN, Viện SHNĐ, Viện

NCCN, Trung tâm NCCTR, Trung tâm NC và TN cây đậu đỗ và Viện Dợc liệu đã thực
hiện các nội dung nghiên cứu sau:
(i) Xây dựng và hoàn thiện quy trình nhân giống in vitro quy mô phòng thí
nghiệm đối với 02 dòng lúa bất dục (Nhị32A và BoA) và 02 giống điều (PN1
______________________________________________________________________________
12/2004
8
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.04.08
________________________________________________________________________
và BO1); quy mô 10000 cây/năm đối với cây lâm nghiệp (các dòng Keo lai và
Bạch đàn lai mới tạo đợc), cây Ba kích và giống hoa Địa lan.
(ii) Triển khai công nghệ tế bào thực vật (kỹ thuật nuôi cấy bao phấn và chọn
dòng biến dị soma) vào việc tạo giống lúa chất lợng, năng suất và kháng
bệnh (đạo ôn, bạc lá) phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nớc và đáp ứng thị
trờng xuất khẩu; tạo giống ngô năng suất và kháng bệnh khô vằn; phục tráng
cây Ngu tất có thời gian sinh trởng dài, củ ít xơ.
(iii) Su tập, khai thác và thiết kế các chỉ thị phân tử vào việc đánh giá đa dạng
ADN tập đoàn giống để xác định bố mẹ các tổ hợp lai u tú theo mục đích
chọn tạo nh lúa kháng bệnh bạc lá vi khuẩn, ngô năng suất, lạc kháng bệnh rỉ
sắt, đậu tơng chịu hạn và kháng bệnh rỉ sắt.
(iv) Nghiên cứu kỹ thuật tạo giống có sự hỗ trợ của chỉ thị phân tử đối với một số
tính trạng nh chất lợng của gạo; tính kháng bệnh đạo ôn ở lúa; tính kháng
bệnh khô vằn ở ngô; lạc kháng bệnh rỉ sắt; đậu tơng chịu hạn và kháng bệnh
rỉ sắt.
(v) Chuyển giao quy trình công nghệ nhân giống một số loại cây trồng trên cho
các đơn vị nghiên cứu và sản xuất trong nớc.
(vi) Kết luận đợc 2 - 3 dòng cây có triển vọng: Khảo nghiệm các dòng u tú lúa,
ngô, đậu tơng và lạc.
(vii) Mở rộng sản xuất giống lúa DR3 để xin công nhận giống tạm thời (khu vực
hoá).

______________________________________________________________________________
12/2004
9
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.04.08
________________________________________________________________________
Chơng I. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nớc
1.1. Nhân nhanh in vitro
Ngay từ năm 1959, kỹ thuật nuôi cấy mô tế bào thực vật đã đợc ứng dụng để cải
tạo và nhân nhanh giống cây trồng có giá trị thơng mại ở nhiều nớc trên thế giới (Bajaj,
1990; Jain và CS, 1998). Công nghệ nhân giống in vitro một số loại cây cảnh và cây thân
gỗ đã mang lại lợi nhuận cao ở nhiều nớc trên thế giới (Phillip và CS, 1995). ở Hà Lan,
ấn Độ và Thái Lan, công nghệ nhân giống in vitro đối với cây ăn quả (xoài, dứa, ) và cây
hoa (hoa hồng, phong lan, tulip, ) đã trở thành một ngành công nghiệp mang lại nguồn
thu hàng năm tới 4 triệu USD (Jain và Klerk, 1997). Hiện nay, Thái Lan, Malaysia, Nhật
Bản là những nớc triển khai các công nghệ nhân giống in vitro ở quy mô công nghiệp
trên nhiều đối tợng cây trồng có giá trị (đu đủ, chuối, mía, măng tây, tre trúc, ).
ở Việt Nam, kỹ thuật nuôi cấy mô và tế bào thực vật đã đợc nghiên cứu và thử
nghiệm trên 30 năm nay. Các quy trình công nghệ nhân nhanh các giống cây trồng có giá
trị trên các đối tợng nh cây thực phẩm (khoai tây, khoai sọ), cây công nghiệp (cà phê,
mía, dứa sợi), cây ăn quả (chuối, mía, dứa cayen), cây hoa (phong lan, đồng tiền kép, cẩm
chớng), cây dợc liệu (trinh nữ hoàng cung, cà gai, tam thất, sâm Ngọc Linh), cây lâm
nghiệp (bạch đàn, keo lai, tre) bằng nuôi cấy in vitro cũng rất thành công ở các phòng thí

nghiệm của nhiều cơ quan nghiên cứu trong cả nớc (Trung tâm nghiên cứu cây trồng
rừng, Viện Công nghệ sinh học, Viện Sinh học nông nghiệp, Viện Di truyền nông nghiệp,
Viện Dợc liệu, ). Đặc biệt, các phơng pháp nh nuôi cấy bao phấn (lúa), nhân đỉnh
sinh trởng (khoai tây, dứa sợi, hoa đồng tiền kép, cẩm chớng, ), nuôi cấy lớp mỏng
(cam, chanh, nho, ), tế bào trần (thuốc lá) và chọn dòng biến dị soma (lúa, thuốc lá, cỏ
ngọt, ) đã đợc triển khai ứng dụng lần đầu tiên tại Viện Công nghệ Sinh học (Lê Thị
Muội, Lê Trần Bình). Hiện nay, nhiều quy trình công nghệ nhân giống in vitro
đã đợc
chuyển giao cho các Phòng thí nghiệm nuôi cấy mô ở các địa phơng (trên 40 tỉnh thành),
phục vụ cho mục đích nhân giống tại chỗ.
Riêng ở Viện Công nghệ Sinh học, các kỹ thuật cơ bản về nuôi cấy mô tế bào thực
vật nh: i) Nhân giống sạch bệnh bằng cấy mô, nuôi cấy đơn bội, dung hợp tế bào trần,
chọn dòng biến dị soma theo chiều hớng chống chịu với các điều kiện bất thuận của môi
______________________________________________________________________________
12/2004
10
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.04.08
________________________________________________________________________
trờng đã đợc ứng dụng thành công trên các đối tợng khoai tây, lúa, khoai lang, thuốc
lá, mía, chuối, dứa sợi, (Lê Thị Muội và Lê Trần Bình, 1980, 1985; Lê Trần Bình và CS,
1998; Đinh Thị Phòng và CS, 1999; Phan Thị Bẩy, 1999). Cho đến nay, một số thành tựu
cơ bản đã đợc đa vào áp dụng ở nhiều Viện nghiên cứu trong nớc.

1.2. Tạo giống bằng công nghệ tế bào thực vật
Các nội dung bao gồm chọn dòng biến dị soma và tạo dòng thuần bằng nuôi cấy
bao phấn. Biến dị thu đợc từ các cây tái sinh từ mô sẹo đã tạo ra nhiều giống mới trên đối
tợng cây lúa, hoa tulip, thuốc lá, ngô, khoai tây, (Jain, 1998; Oono,1983). Vài năm gần
đây, kỹ thuật nuôi cấy mô sẹo kết hợp với việc xử lý tác nhân chọn lọc có định hớng đã
cho kết quả khả quan trong việc cải tạo các giống cây trồng có khả năng chống chịu với
lạnh, hạn, bệnh, Mức độ biến dị và tính ổn định di truyền của các giống cây trồng mới từ

cây tái sinh cũng đã đợc chứng minh ở mức độ phân tử (Mezencev và CS, 1997). Đến
nay, đã có hàng loạt các công bố thành công trong lĩnh vực này (Adkins và CS, 1995;
Bertin và CS, 1997; Stephen và CS, 1998; Jan và CS, 1997; Van Sint Jan, 1992). Bằng cách
này, nhiều dòng lúa đã trở thành giống và đợc sản xuất rộng rãi ở Trung Quốc, Nhật Bản
(Sun và CS, 1991).
Kỹ thuật nuôi cấy bao phấn để tạo cây đơn bội và dòng thuần đợc triển khai ứng
dụng trong tạo giống từ năm 1960. Nhiều tác giả đã công bố kết quả tạo dòng thuần ở lúa,
lúa mì và ngô chỉ mất thời gian là 6 - 12 tháng, trong khi phơng pháp truyền thống mất ít
nhất là 4 năm. Kỹ thuật nuôi cấy bao phấn đã là một trong những phơng pháp thông dụng
trong chọn tạo giống ở Trung Quốc, Nhật Bản, ấn Độ, IRRI (Bajaj, 1990). Sử dụng kỹ
thuật nuôi cấy bao phấn để chọn tạo các dòng thuần u tú đã thu đợc kết quả rất đáng
khích lệ ở Viện CNSH và Viện NCLĐBSCL. Viện NCLĐBSCL đã tạo ra đợc giống lúa
Khao 39, Khao 85 có nguồn gốc từ giống lúa Khaodak Mali, Thái Lan. Giống Khao 85
cũng đang đợc sản xuất ở một số tỉnh phía Bắc (tin của Trung tâm khảo nghiệm giống
cây trồng Trung ơng cung cấp).
Trong cả hai giai đoạn liên tiếp (1991 - 1995; 1996 - 2000), Viện Công nghệ
Sinh học đã liên tiếp thực hiện có kết quả đề tài cấp nhà nớc thuộc chơng trình KHCN
do PGS.TSKH. Lê Thị Muội chủ trì với mục tiêu chính là sử dụng kỹ thuật chọn dòng tế
______________________________________________________________________________
12/2004
11
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.04.08
________________________________________________________________________
bào để chọn tạo các giống lúa và thuốc lá chống chịu tốt với các điều kiện bất lợi môi
trờng. Cụ thể, nhóm tác giả của phòng Công nghệ tế bào thực vật đã tạo đợc 03 dòng
lúa DR1, DR2 và DR3 có khả năng chịu hạn và chịu lạnh khá, trong đó DR2 đã đợc công
nhận là giống lúa quốc gia 1998 và hiện nay, DR2 không chỉ đợc gieo trồng ở 12 tỉnh
miền núi phía Bắc mà còn cả ở phía Nam (Kontum) và Lào với tổng diện tích vụ xuân
2000 là trên 1500 ha. DR3 đã qua ba vụ khảo nghiệm cơ bản và hiện đang đợc triển khai
sản xuất thử ở các vùng sinh thái khó khăn (Đinh Thị Phòng, Lê Thị Muội, Lê Trần Bình,

1999) và nhiều dòng có triển vọng về chịu mặn và phèn sẽ đợc thử nghiệm trong những
năm tới. Nhóm tác giả của phòng thí nghiệm Di truyền tế bào thực vật của Viện CNSH
cũng đã chọn lọc thành công dòng lúa BR12 có khả năng kháng bệnh đạo ôn ở lúa (Phan
Thị Bẩy, Lê Thị Muội, Nguyễn Đức Thành, 1999). Tơng tự, Bùi Bá Bổng đã chọn đợc
các dòng chịu muối triển vọng từ giống lúa Một bụi (Bùi Bá Bổng, 1997).

1.3. ứng dụng chỉ thị phân tử trong nghiên cứu chọn tạo giống cây trồng mới
Từ năm 1983, kỹ thuật chỉ thị phân tử đã trở thành công cụ đắc lực hỗ trợ phơng
pháp truyền thống trong việc chọn tạo giống cây trồng mới và phát triển mạnh từ thập kỷ
90 của thế kỷ 20. Chỉ thị phân tử cho phép các nhà tạo giống nhận dạng chính xác các gen
quan tâm ở bất cứ bộ phận nào của cây ở giai đoạn sớm mà không bị ảnh hởng bởi điều
kiện môi trờng và thời gian lại đợc rút ngắn. Hiện nay, có nhiều giống cây trồng mới đã
đợc tạo bằng phơng pháp này (Huang và CS (1997) đã tạo đợc giống lúa mang 4 gen
kháng bệnh bạc lá, Zheng và CS (1995) tạo đợc giống lúa mang 3 gen kháng bệnh đạo
ôn).
Các dòng chọn lọc có tính chịu hạn, lạnh, muối và kháng bệnh bằng công nghệ tế
bào thực vật đã đợc chứng minh sự sai khác di truyền ở mức độ phân tử và đánh giá tính
chống chịu theo các phơng pháp chuẩn xác (Bùi Bá Bổng, 1997; Đinh Thị Phòng và CS,
2000; Phan Thị Bẩy, 2000). Các kết quả này sẽ là tiền đề cho các nghiên cứu để chọn tạo
ra những giống lúa chịu hạn, bệnh đạo ôn dới sự trợ giúp của chỉ thị phân tử (MAS).
Năm năm trở lại đây, nhờ có hợp tác với các tổ chức nớc ngoài (Rockefeller
Foundation, IRRI, EU, ), nhiều cán bộ nghiên cứu của các Viện đã đợc cử sang các
phòng thí nghiệm tiên tiến ở Mỹ, Bỉ, để tham gia vào những nghiên cứu về sinh học
______________________________________________________________________________
12/2004
12
Báo cáo tổng kết khoa học và kỹ thuật Đề tài KC.04.08
________________________________________________________________________
phân tử trên đối tợng cây lúa Việt Nam. Hiện nay, chúng ta đã có thể làm chủ đợc kỹ
thuật đánh giá, chọn tạo các giống lúa có tính chống chịu lạnh, hạn, phèn, bệnh đạo ôn

dựa trên các kết quả công bố về các trình tự liên quan đến tính chịu lạnh, QTL (các lo cút
tính trạng số lợng), của Lê Trần Bình, chịu phèn ở lúa của Nguyễn Thị Vinh, chỉ thị về
tính chịu hạn liên quan đến bộ rễ ở lúa nơng của Nguyễn Đức Thành, các chỉ thị phân tử
liên quan về các nòi đạo ôn ở lúa Việt Nam của Vũ Đức Quang và chỉ thị về tính bất dục
nhiệt độ ở lúa của Nguyễn Văn Đồng. Ngay ở Viện Công nghệ Sinh học, gen liên quan
đến tính chịu hạn ở đậu tơng đã đợc phân lập và đăng ký bản quyền tác giả tại ngân
hàng gen quốc tế EMBL/Genbank/DDBJ. Bên cạnh đó, thì chúng ta cũng có ngân hàng
khá phong phú về bộ giống lúa chịu hạn, chịu phèn, chịu đạo ôn, dòng lúa bất dục đực để
chọn các tổ hợp lai cũng nh các nghiên cứu có hệ thống về phơng pháp đánh giá tính
chống chịu. Đây là những điều kiện tiền đề cho phép sử dụng chỉ thị phân tử để tạo giống
lúa chịu lạnh, hạn, phèn, kháng bệnh đạo ôn, tính bất dục nhiệt độ (TGMS) ở lúa và giống
đậu tơng chịu hạn.
Có thể nói rằng các thành tựu về công nghệ tế bào thực vật trong việc nhân nhanh
và cải biến giống cây trồng ở Việt Nam đã đạt đợc nhiều kết quả đáng khích lệ. Ưu điểm
của phơng pháp này là quy mô thu nhỏ trong phòng thí nghiệm, thời gian chọn tạo ngắn,
hệ số nhân giống cao, sạch bệnh, độ thuần giống cao, Tuy nhiên, việc triển khai ứng
dụng công nghệ tế bào thực vật mới chỉ bớc đầu thành công ở lúa, khoai tây sạch bệnh và
một số quy trình nhân giống in vitro chỉ ở quy mô nhỏ đối với một số loại cây trồng.









______________________________________________________________________________
12/2004
13